AOSP에서 HAL용 AIDL 이해하기: 개념부터 실습까지

1장: AOSP, HAL, AIDL 개요

이 장에서는 AOSP, HAL, AIDL의 기본 개념을 살펴보겠습니다. 이 세 가지 요소는 안드로이드 시스템 내에서 더 나은 이해를 돕기 위해 함께 작동합니다.

AOSP (Android Open Source Project)

AOSP는 안드로이드 운영 체제의 오픈 소스 프로젝트로, 전 세계의 개발자들이 그 소스 코드에 기여할 수 있습니다. 이 프로젝트의 목표는 안드로이드 플랫폼의 지속적인 개선을 가능하게 하는 것입니다. 하지만 버전에 따라 사용할 수 있는 기능이 변경되므로, 여러 버전의 AOSP를 비교해서 적당한 버전을 사용하는 것이 중요합니다.

HAL (Hardware Abstraction Layer)

하드웨어 추상화 계층(HAL)은 안드로이드 시스템에서 하드웨어를 추상화하여 구현하는 소프트웨어 계층입니다. 디바이스 드라이버와 프레임워크 사이에 위치하여, 표준 인터페이스를 제공함으로써 다양한 하드웨어 구성에서도 동일한 프레임워크 코드를 사용할 수 있게 돕습니다. HAL을 사용하면 개발자들이 하드웨어와 직접 상호 작용하지 않고, 소프트웨어에서 하드웨어를 제어하여 효율적이고 안정적인 안드로이드 시스템을 구축할 수 있습니다.

AIDL (Android Interface Definition Language)

AIDL은 안드로이드 인터페이스 정의 언어로, 프로세스 간 통신(IPC)을 가능하게 하는 도구입니다. 프로세스 간 통신은 서로 다른 프로세스에서 실행되는 서비스가 효율적으로 상호작용하도록 돕는 중요한 메커니즘이며, 안드로이드 시스템에서 많이 사용됩니다. AIDL은 객체를 데이터 스트림으로 변환해 다른 프로세스로 전달되게 함으로써 IPC를 구현합니다. 프로세스 간 데이터 전달에 필요한 인터페이스를 정의하고 구현할 때 AIDL을 사용하여 안드로이드 시스템의 안정성과 효율성을 높일 수 있습니다.

이제 AOSP에서 HAL용 AIDL의 동작 원리에 대해 더 알아보고자 한다면, 다음 장인 "AOSP에서 HAL용 AIDL 동작 원리"로 넘어가 주세요.

2장: AOSP에서 HAL용 AIDL 동작 원리

이 장에서는 AOSP에서 HAL용 AIDL이 어떻게 동작하는지 설명합니다. 또한 안드로이드 시스템 구조에서 HAL 서비스와 AIDL 인터페이스가 어떻게 상호 작용하는지 살펴봅니다.

안드로이드 시스템 구조

안드로이드 시스템 구조는 크게 네 가지 계층으로 구분됩니다.

1. 애플리케이션 계층: 사용자와 상호작용하는 앱이 위치합니다.
2. 애플리케이션 프레임워크 계층: 안드로이드 시스템의 주요 기능을 제공하는 서비스와 프레임워크가 위치합니다.
3. 라이브러리 및 HAL 계층: 하드웨어 기능에 대한 추상화와 필요한 라이브러리가 위치합니다.
4. 리눅스 커널 계층: 하드웨어를 직접 제어하고 운영체제 서비스를 제공하는 최하위 계층으로 리눅스 커널이 위치합니다.

여기서 HAL 서비스는 라이브러리 및 HAL 계층에 위치하며, AOSP에서 정의된 AIDL 인터페이스를 통해 프레임워크 상의 다른 서비스와 통신합니다.

HAL 서비스와 AIDL 인터페이스의 상호 작용

안드로이드 시스템에서 HAL 서비스와 프레임워크는 AIDL 인터페이스를 통해 효율적으로 상호 작용하게 됩니다. AIDL 인터페이스는 프로세스 경계를 넘나들면서 다양한 객체를 전달하게 됩니다. 이러한 인터페이스는 아래와 같은 과정으로 상호 작용합니다.

1. 클라이언트 프로세스가 AIDL 인터페이스를 통해 서버 프로세스의 HAL 서비스를 호출하게 됩니다.
2. 호출되는 데이터는 상호 이해 가능한 형태로 변환되어 전달되며, 이 과정을 마샬링이라고 합니다.
3. 서버 프로세스에서는 변환된 데이터를 다시 원본 형태로 변환해 사용하며, 이 과정을 언마샬링이라고 합니다.
4. 서버 프로세스에서 처리한 결과를 다시 클라이언트 프로세스로 전달하게 됩니다.

이렇게 AIDL 인터페이스를 클라이언트와 서버의 프로세스 간에 원활한 통신이 이루어 질 수 있습니다.

이번 장에서는 AOSP에서 HAL용 AIDL의 동작 원리와 AIDL 인터페이스가 어떻게 상 작용하는지 설명했습니다. 다음 장인 "AIDL 인터페이스 및 구현 방법"에서는 AIDL 인터페이스를 정의하고현하는 방법에 대해 자세히 알아봅니다.

3장: AIDL 인터페이스 및 구현 방법

이 장에서는 AIDL 인터페이스를 정의하고 구현하는 방법을 설명합니다. 또한 예제 코드를 통해 그 과정을 살펴봅니다.

AIDL 인터페이스 정의

AIDL 인터페이스 파일은 .aidl 확장자를 가진 파일로 정의합니다. 인터페이스 구성 요소에는 메서드와 매개변수, 반환 값 등이 포함됩니다. 또한 데이터 타입은 기본 데이터 타입과 안드로이드 프레임워크에서 지원하는 특정 데이터 타입을 사용할 수 있습니다. 예를 들어 다음과 같이 인터페이스를 정의할 수 있습니다.

<path>/IExampleService.aidl

interface IExampleService {
  int getExampleValue();
  void setExampleValue(int value);
}

AIDL 인터페이스 구현

AIDL 인터페이스를 구현하기 위해서는 서비스 내에서 Stub 객체를 상속받아 구현해야 합니다. Stub 객체는 AIDL 인터페이스 파일에 선언된 메서드를 포함합니다. 서비스에서 Stub을 사용하려면 서비스 클래스에서 onBind 메서드를 오버라이드하여 클라이언트가 서비스에 연결할 수 있도록 합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

public class ExampleService extends Service {
  private final IExampleService.Stub mBinder = new IExampleService.Stub(){
    private int mValue = 0;

    @Override
    public int getExampleValue() {
      return mValue;
    }

    @Override
    public void setExampleValue(int value) {
      mValue = value;
    }
  };
  
  @Override
  public IBinder onBind(Intent intent) {
    // Stub 객체 반환
    return mBinder;
  }
}

이렇게 서비스에서 AIDL 인터페이스를 정의하고 구현하면, 클라이언트에서 해당 서비스와 통신할 수 있게 됩니다.

이번 장에서는 AIDL 인터페이스 정의 및 구현 방법에 대해 설명하고 간단한 예제 코드를 살펴보았습니다. 다음 장인 "실습 예제로 AIDL을 사용한 HAL 서비스 구현"에서는 더 복잡한 안드로이드 하드웨어 추상화를 위한 실제 예를 사용하여 AIDL 인터페이스를 구현하는 방법을 설명합니다.

4장: 실습 예제로 AIDL을 사용한 HAL 서비스 구현

이 장에서는 실습 예제를 통해 AIDL을 사용한 HAL 서비스를 구현하는 방법을 설명합니다. 이 예제에서는 간단한 센서 데이터를 전달하는 가상의 센서 HAL 서비스를 만들어 봅니다.

1. AIDL 인터페이스 정의

먼저, 가상의 센서 데이터를 주고받을 수 있는 인터페이스를 정의합니다.

<path>/IVirtualSensorService.aidl

interface IVirtualSensorService {
  int getSensorValue();
  void setSensorValue(int value);
}

2. HAL 서비스 구현

AIDL 인터페이스를 구현한 HAL 서비스를 만듭니다. Stub 객체를 상속받아 인터페이스의 메서드를 구현하고, onBind 메서드를 오버라이드해 Stub 객체를 반환합니다.

public class VirtualSensorService extends Service {
  private final IVirtualSensorService.Stub mBinder = new IVirtualSensorService.Stub() {
    private int mSensorValue = 0;

    @Override
    public int getSensorValue() {
      return mSensorValue;
    }

    @Override
    public void setSensorValue(int value) {
      mSensorValue = value;
    }
  };

  @Override
  public IBinder onBind(Intent intent) {
    // Stub 객체 반환
    return mBinder;
  }
}

3. 서비스 등록

안드로이드 매니페스트에 가상 센서 HAL 서비스를 등록합니다.

<manifest ...>
  <application ...>
    <service
      android:name=".VirtualSensorService"
      android:exported="false" />

    ...
  </application>
</manifest>

4. 클라이언트에서 HAL 서비스 사용

애플리케이션에서 가상 센서 HAL 서비스를 사용하려면 ServiceConnection을 사용하여 서비스와 연결하고, IVirtualSensorService 인터페이스의 메서드를 호출하여 데이터를 주고받습니다.

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
  private IVirtualSensorService mService = null;

  private ServiceConnection mConnection = new ServiceConnection() {
    @Override
    public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder binder) {
      mService = IVirtualSensorService.Stub.asInterface(binder);
    }

    @Override
    public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {
      mService = null;
    }
  };

  @Override
  protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.activity_main);

    Intent intent = new Intent(this, VirtualSensorService.class);
    bindService(intent, mConnection, BIND_AUTO_CREATE);
  }

  @Override
  protected void onDestroy() {
    unbindService(mConnection);
    super.onDestroy();
  }
}

이번 장에서는 실습 예제를 통해 AIDL을 사용한 가상의 HAL 서비스 구현 방법을 설명하였습니다. 이와 같이 AIDL을 사용하면 다양한 구성의 안드로이드 하드웨어와 효율적으로 상호 작용하며, 안정적인 시스템을 개발할 수 있습니다.